Optimization on springback reduction in cold stretch forming of titanium-alloy aircraft skin

An optimization method was presented for cold stretch forming of titanium-alloy aircraft skin to determine process parameters and to reduce springback.In the optimization model,a mathematical formulation of stress difference was developed as an indicator of the degree of springback instead of implicit springback analysis.Explicit finite element method(FEM)was used to analyze the forming process and to provide the stress distribution for calculating the amount of the stress indicator.In addition,multi-island genetic algorithm(MGA)was employed to seek the optimal loading condition.A case study was performed to demonstrate the potential of the suggested method.The results show that the optimization design of process parameters effectively reduces the amount of springback and improves the part shape accuracy.It provides a guideline for controlling springback in stretch forming of aircraft skin.     

飞机蒙皮振动辅助拉伸成形工艺分析

拉伸成形结束后,由于残余应力的存在导致蒙皮零件产生较大的回弹,会严重影响蒙皮的使用质量。基于回弹产生的原因,从工件的应力-应变机制阐述了振动减小残余应力的机理,提出了一种振动辅助飞机蒙皮拉伸成形的新工艺方法,给出了该工艺的主要参数——频率、振幅在应用选择上的依据条件及实际运用中可选择的合理范围。以飞机前缘蒙皮拉伸成形为例,通过数值仿真模拟,分析了施加振动对成形蒙皮零件回弹的影响以及频率、振幅对改善回弹的影响,并通过实验加以验证。结果表明,在飞机蒙皮拉伸成形过程中,施加振动可以更加有效地减小零件的回弹,当选取的工艺参数频率为30 Hz左右、振幅在1.5 mm左右时回弹值最小,效果最佳。     

大厚度双曲度铝合金飞机蒙皮拉伸成形工艺优化

拉伸成形工艺是飞机蒙皮零件的基本成形方法.针对某大厚度双曲度铝合金飞机蒙皮进行了拉伸成形工艺研究和优化.为了保证数值模拟的准确性和可靠性,进行了材料性能测试试验,获取了该蒙皮多道次加工时每一道次、不同热处理状态下的材料性能.通过数值模拟,研究了拉伸成形工艺参数包括各道次拉伸量、上模压力、合模间距对贴模和回弹的影响规律....     

铝合金复杂变截面蒙皮拉形有限元仿真与试验研究

为改善铝合金蒙皮零件的成形质量,降低蒙皮拉形零件的生产成本,以VTL1000拉形机生产的某复杂变截面蒙皮零件为例,基于Dyna Form软件,对蒙皮拉形过程进行了有限元仿真研究。结合对仿真结果中蒙皮厚度和应变分布的分析,研究了相关工艺参数对蒙皮拉形的影响,并对传统的拉形方式进行了改进;结合该零件的结构特点,给出了一种最佳模具倾角参数的设计方法,可以进一步提高成形质量;最后,根据仿真结果,制定了该零件工艺方案,并通过试验验证了该工艺方案的可行性。     

VTL型数控蒙皮拉形机加载轨迹设计

针对VTL型数控蒙皮拉形机建立三维数字化模型,并对其进行机构运动分析。根据蒙皮拉形变形特点,提出一种拉形加载轨迹设计方法。基于应变控制设计出执行钳口运动轨迹,并根据拉形机机构运动规律,将执行钳口运动轨迹转化成拉形机驱动机构运动参数。采用CAA技术在CATIA平台上开发了相应的加载轨迹设计软件;以柱形蒙皮为例,利用开发的软件设计加载轨迹,通过有限元模拟和试验,验证了轨迹设计的合理性。     

飞机复杂蒙皮拉形工艺参数优化设计

蒙皮拉形是一个复杂的材料成形过程,对其进行工艺参数的优化十分重要。文章阐述了蒙皮拉形中的主要成形缺陷,并将这些缺陷进行量化,作为拉形工艺优化的目标函数。分析拉形过程中的主要工艺参数,提出了筛选重要参数的方法,以确定对成形质量起决定性作用的工艺参数。应用响应面法建立了工艺参数与成形质量评价指标之间的函数关系,并采用评价函数法,将多目标优化问题转化为单目标优化问题,对拉形实例进行了工艺参数的优化。通过有限元仿真以及生产试验,验证了该工艺参数优化方法的有效性与准确性。     

飞机蒙皮拉形工艺知识库的研究与开发

面向飞机制造厂的实际生产需要,为飞机蒙皮拉形的工艺设计、分析及生产等提供全面、完善的支持,该文运用JBuilder2005和Dorado5作为主要的开发工具,以Oracle9i作为数据库管理系统,建立了蒙皮板材性能、工艺设计与分析参数、工艺审查等功能模块,解决了分析中大量文件图片等对象的上传与下载、与数字化工艺设计系统ASSFCAE的接口,以及基于知识的工艺匹配与推理等关键技术,开发了一套B/S架构的飞机蒙皮拉形工艺的知识库系统。应用实例表明,该系统具备进行蒙皮零件工艺性审查,和为工艺分析提供设计信息参数等功能,具有较好的实用价值。     

飞机蒙皮的数字化成形制造技术

数字化成形制造技术在航空制造领域的不断推广和应用,使飞机蒙皮从传统的经验型向科学型制造模式转变。飞机蒙皮数字化成形工艺是一个综合CAD工艺设计系统、CAE仿真分析、数控柔性工装、数字化测量和CAM数控成形技术的数字化生产制造技术。文章阐述了蒙皮数字化成形工艺中各个环节的关键技术以及相互之间的关系,并研制开发了相关的软件、算法和柔性工装,构建了一个完整的飞机蒙皮数字化成形工艺体系,为进一步推动蒙皮制造的数字化、柔性化水平提供了技术支持和保障。     

铝合金2324蠕变时效成形试验研究

蠕变时效成形技术是利用金属的蠕变特性,将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法。文章以可时效强化型铝合金2324为研究对象开展蠕变时效成形试验,考察了厚度、弹性预变形量、时效时间和温度的综合效应对成形曲率半径和材料性能的影响规律,并通过正交多项式回归分析,建立了回弹率与4个试验因素之间的回归方程,为实际工艺参数的优化以及回弹预测提供参考。     

蒙皮拉形中橘皮缺陷的研究进展

飞机蒙皮加工多采用拉形工艺,在生产实践中,经常在表面产生类似橘皮的表面缺陷,又称橘皮缺陷。蒙皮拉形中橘皮缺陷的形成与材料的微观不均匀性、变形织构以及相邻晶粒的相互作用有关,受到应变量、应变路径以及板料的晶粒尺寸、晶格结构、晶粒取向等多种因素的共同影响。针对橘皮缺陷的危害、形成机理、影响因素、工艺优化等方面进行总结,并对未来橘皮缺陷的研究方向进行展望。     

铝合金板成形中摩擦与润滑的研究进展

概述了铝合金板成形过程中的摩擦机理、摩擦模型和润滑的发展现状.全面分析了铝合金板成形的影响因素,阐述了润滑剂的作用机理,展望了其发展趋势,提出铝合金成形应走环保型"绿色"润滑之路.     

钛合金挤压型材自阻电加热拉弯成形工装设计

针对钛合金挤压型材电加热拉弯成形特点以及转台式数控拉弯机自身结构特点,进行合理的工装设计,并介绍型材加热系统、拉弯模具、保温系统及冷却系统等,为钛合金挤压型材类零件的电加热拉弯成形工艺提供参考。     

蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成系统开发及应用研究

针对飞机蒙皮零件多品种、小批量、形状复杂、成形精度要求高的特点,对可重构柔性模具蒙皮拉形关键技术进行了深入分析,基于CATIA二次开发技术开发了蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成系统,实现了蒙皮零件数模在可重构柔性模具制造坐标系中的调形计算,具备了冲头高度干涉检查和虚拟模具三维仿真功能。经过应用验证,系统稳定可靠,能准确调形出蒙皮零件拉形所需的模具包络面。本系统的建立,为可重构柔性模具蒙皮拉形工艺研究提供了技术保障。     

工业AA1200铝合金薄板拉伸成形模拟和实验研究(英文)

对工业AA1200铝合金薄板拉伸成形的模拟和实验结果进行比较和评估。采用单向拉伸试验得到模拟所需输入参数。根据von Mises和Hill-1948屈服准则,采用Abaqus/Explicit有限元软件分析成形过程。将冲压力和应变分布的模拟结果与实验结果进行比较和验证。结果表明:在这两种情况下,使用各向异性屈服准则模拟的结果与实验结果更吻合。     

铝合金XG18-2梯形管生产工艺的改进

针对铝合金XG18-2梯形管生产中存在的尺寸精度不够及表面质量低的问题,分析其产生的原因。对原生产工艺进行改进,一次拉伸成形改为过渡模拉伸成矩形后,再通过合理成形模具拉伸成形。     

基于数字化的蒙皮拉形加载轨迹优化与应用

针对飞机平尾前缘蒙皮零件,提出了利用数字化的方法进行拉形加载轨迹的优化思路.首先,计算出零件成形所需的拉伸率和包覆角,应用飞机蒙皮拉形工艺设计与制造系统对加载轨迹进行仿真,优化得到了成形精度高的钳口运动轨迹;其次,将运动轨迹转化为边界条件,利用Pam-stamp有限元模拟分析了拉形后的减薄和贴模情况,以说明优化后的加载...     

可切削塑料在飞机蒙皮拉形模中的应用

分析了传统拉形模材料在镜面铝合金蒙皮拉形及在数字化加工中存在的问题,介绍了一种新型的用于制造拉形模型面的可切削塑料,解决了镜面铝合金蒙皮拉形划伤及拉形模数字化加工中的粉尘、化学气体污染问题,有较大的经济效益和社会效益。     

机翼前缘蒙皮拉形工艺参数优化与试验

飞机机翼前缘蒙皮,由于其形状和成形材料的特点使拉形结束卸载回弹后会产生较大的回弹量,对零件的成形质量影响较大。文章分析机翼前缘蒙皮零件的典型成形方案,确定主要加载轨迹参数,利用正交试验设计方法设计拉形工艺方案,通过有限元模拟和结果分析,获得了主要工艺参数对成形零件回弹量的影响规律。针对某前缘蒙皮零件,根据有限元分析结果,对工艺参数进行设计和优化,通过生产性试验,获得了成形质量较好的试验零件,并进行厚度、应变测量和对比分析,验证了有限元模拟的精度。     

飞机蒙皮包覆拉伸成形加载轨迹设计优化方法

加载轨迹对飞机蒙皮拉伸成形质量有着至关重要的影响。针对单凸双曲度蒙皮包覆拉伸成形,系统研究了成形加载轨迹设计以及优化方法。基于应变控制方法,通过几何解析建立了成形初始加载轨迹及加载范围计算模型;采用有限元数值模拟技术和优化理论相结合的方法,建立了优化计算所需的蒙皮包覆拉伸成形有限元分析模型和加载轨迹优化数学模型。实际算例表明,该方法有效可行,为提高飞机蒙皮成形质量提供了有效的解决途径和方法。     

全球航空级铝合金厚板供需述评

介绍全世界可生产航空级铝合金厚板的企业。评述了由于军用飞机更新换代及民用飞机生产和需求的发展,对铝合金厚板的需求量增加。